長興島原水管網方案設計

摘 要:為解決長興島石化區(qū)恒力、福佳兩家大石化企業(yè)的工業(yè)用水，特由長興島水廠鋪設兩根DN1000mm原水管線至兩企業(yè)，總用水量13.2萬噸/天，總距離29.125km，雙管鋪設，管道總長度58.25km。管徑為DN800-DN1000mm。

關鍵詞:原水管網 輸水管 水錘 鋪設

中圖分類號:TU992文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(b)-0109-01

1 前言

長興島處于遼東半島的西南部，地形從東北向西南逐漸降低。島上以橫山和大孤山為主的兩條山脈及周圍的眾多丘陵，構成了長興島低山丘陵式的海島地形。長興島的成因類型為大陸島。地層以元古界和古生界的頁巖、石英砂巖和石灰?guī)r為主，工程地質穩(wěn)定。周邊大部分為港灣型基巖海岸，東北部和東南沿海部分為泥質或沙灘海岸。長興島境內有大小河流二十幾條，全都是季節(jié)性河流。

長興島屬溫帶大陸性季風氣候，受海洋影響，氣候較溫和。全年平均氣溫為10℃，1月份平均-6.8℃;8月份平均氣溫23℃。島上平均風速4.5m/s，無霜期180天左右，最大凍土層深度101cm，年降雨量600mm左右，平均日照時數2753h。年平均相對濕度67%，平均霧日18.3天(能見度≤1000m)，冬季盛行偏北風，夏季盛行偏南風，四季分明，氣候宜人。

交流島上多丘陵，坡地占80％以上，面積約5平方公里，海拔92.3m。由花崗巖構成。周圍灘涂1萬余畝。屬暖溫帶海洋性季風氣候，年平均氣溫10℃，年降水量642.7毫米，無霜期250～300天。

開工前先收集場地及附近地質、工程地質、水文地質、氣象等方面資料，再進行現場踏勘，了解場地地形、地貌、地層等方面情況，仔細研究有關資料，進一步熟悉各有關規(guī)范和技術要求，做到心中有數，并制訂合理的測繪、勘探、測試方法。工作中各環(huán)節(jié)嚴格執(zhí)行ISO9001質量體系標準，搞好質量控制和過程控制，并做好詳細記錄。

2 工程內容

本工程設計內容包括水廠到恒力和福佳兩個企業(yè)的原水管道，總用水量13.2萬噸/天，總距離29.125km，雙管鋪設，管道總長度58.25km。采用雙管鋪設，管徑為DN800-DN1000mm。

3 工程特點

原水輸水管道沿線地形比較復雜，穿越河流、公路處較多，且沿線開發(fā)地塊部分已形成規(guī)模，已有管線非常復雜;原水管道規(guī)劃線位沿線地形落差很大，最高處約67m，最低處不到1m;沿線地質條件也比較復雜，巖石層、暗河及其他復雜地質條件可能都會涉及。

4 方案設計

4.1 設計原則

根據水錘計算結果，采取相應措施以減小或避免水錘對管道的破壞作用，保證管道的穩(wěn)定運行。

4.2 管材確定

原水管道采用球墨鑄鐵管材。球墨鑄鐵管采用制造廠的標準水泥砂漿內防腐，環(huán)氧煤瀝青外防腐。

4.3 管道接口及基礎

球墨鑄鐵管之間采用橡膠圈柔性連接，當柔性接口采用滑入式T形，梯唇形及柔性機械式接口時，橡膠圈的質量、性能、細部尺寸，應符合現行國家鑄鐵管、球墨鑄鐵管及管件標準中的有關橡膠圈的規(guī)定。

輸水管道的鋪設在地質條件比較好的區(qū)段，可不做基礎處理，將天然地基整平，管道鋪設在未經擾動的原土上;對于管道沿線地質較為復雜的區(qū)段，設計管道基礎采用砂石基礎，砂石墊層厚度不小于200mm，且管道有效支承角范圍必須用中、粗砂填充插搗密實，與管底緊密接觸，不得用其他材料填充。管道鋪設前應對槽底進行檢查，槽底高程及槽寬須符合設計要求，且不應有積水和軟泥。

4.4 管道安裝

4.4.1 開槽施工

開槽施工應注意以下幾點:

①原狀地基土不得擾動、受水浸泡或受凍;②當槽底局部超挖或發(fā)生擾動時，可做如下處理:超挖深度:不超過150mm時可采用挖槽原土回填夯實，其壓實度不應低于原地基土的密實度;槽底地基土壤含水量較大，不適于壓實時，應采取換填等有效措施。③水壓試驗前，除接口外，管道兩側及管頂以上回填高度不應小于0.5m，閉水試驗合格后，應及時回填溝槽的其余部分。④溝槽回填時，溝槽內磚、石、木塊等雜物應清除干凈，溝槽內不得有積水，保持排水系統(tǒng)正常運行，不得帶水回填。⑤回填時，槽底至管頂以上500mm范圍內，土中不得含有機物、凍土及大于50mm的磚、石等硬塊。

4.4.2 管道借轉

管道沿線多處為曲線，安裝角度較小管道時，可以利用管道承插口進行借轉，但每個承插口的借轉角度不得大于1度。

4.5 附屬設施

(1)連通管:為保證輸水安全性，長距離輸水管道設置連通管。

(2)檢修閥門:檢修閥門間距根據事故搶修允許的排水時間確定。具體位置應結合地形起伏、穿越障礙及連通管位置等綜合考慮而定，本工程按2km設一座檢修閥門設計。

(3)排氣、排泥:在輸水管道隆起點和平直段的必要位置上裝設排(進)氣閥，以便及時排除管內空氣，不使發(fā)生氣阻，以及在放空管道或發(fā)生水錘時引入空氣，防止管道產生負壓。

在輸水管道低凹處及閥門間管段的最低處，設置排水管和排水閥，以便排除管內沉積物或檢修時放空管道。

(4)支墩:當管內水流通過承插接頭的彎頭、丁字支管頂端、管堵頂端等處產生的外推力大于接口所能承受的拉力時，設置支墩，以防止接口松動脫節(jié)。

4.6 穿越障礙物

本工程管道沿線地形比較復雜，施工過程中會遇到穿越巖石、河流、城市道路、已有市政管道等各種情況。

（1）原狀地基為巖石或堅硬土層時，采用爆破或開挖方式進行開槽，管道下方要做砂石基礎。

⑵ 遇到河流時，可以在旱季開槽施工，或在雨季進行圍堰施工。

（3）穿越低等級的城市道路時開槽施工，如道路等級較高且封閉交通有困難時可以頂管施工。

（4）輸水管道的鋪設盡量減少于其他管道的交叉。當豎向位置發(fā)生矛盾時，應按下列規(guī)定處理:①壓力管線讓重力管線。②可彎曲管線讓不易彎曲管線。③小管徑管線讓大管徑管線。④當輸水管線在污水管道下部通過時，須作防護套管。

5 建議

（1）原水從東風水庫經原水泵站加壓后由管道送至長興島水廠，本工程管道與水廠處管道連接會形成一個整體的輸水管道系統(tǒng)，所以進行水錘計算時應該統(tǒng)一考慮。建議將水廠前的輸水管道施工圖詳細資料提供以減小水錘對本工程的影響。

（2）原水管道近期為一用一備，恒力石化用水為4萬噸/天，福佳石化用水為2萬噸/天。按照次用水規(guī)模，水壓是能夠滿足要求的，遠期如果增加用水量需要對輸水管道的輸水能力進行核算。